人工智能应用与实践 课件 -第7章-人工智能赋能学生发展

ArtificialIntelligenceApplicationsandPractices芦碧波等人工智能应用与实践第七章人工智能赋能学生发展目

录行业PPT模板/hangye/01【人工智能学科竞赛】02【AI+赋能行业应用典型案例】01人工智能学科竞赛高校大学生竞赛是创新创业教育的重要载体，对促进人才培养具有重要意义。改革开放以来，我国大学生竞赛经历了20世纪80年代萌芽、90年代初兴期及21世纪前十多年全面发展期，2017年中国高等教育学会“竞赛评估与管理体系研究”专家工作组对全国普通高校学科竞赛进行系列评估和研究，开启了普通高校大学生竞赛治理新篇章，大学生竞赛进入内涵调整期。自2017年教育部首发《2012-2016年我国普通高校学科竞赛评估结果》以来，每年均会对全国高校学科竞赛情况进行一次综合评估考核并进行排名发布《全国普通高校大学生竞赛分析报告》，同步发布当年《全国普通高校教师教学发展指数》。竞赛目录来源全国普通高校大学生竞赛排行榜是由教育部主管的中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系研究工作组发布，榜单中的比赛是教育部官方认可的，并在全国有极大影响力。榜内竞赛项目获奖情况是高校学科建设、人才培养等工作的重要指标点，体现了各高校学科建设、学科竞赛、人才培养的水平，及各高校学生的实践能力与创新能力。全国普通高校大学生竞赛排行榜竞赛会定期更新，列入2023年竞赛排行榜榜单的一共有84项竞赛。全国普通高校大学生竞赛排行榜全国普通高校大学生竞赛排行榜全国普通高校大学生竞赛排行榜全国普通高校大学生竞赛排行榜全国普通高校大学生竞赛排行榜全国普通高校大学生竞赛排行榜全国普通高校大学生竞赛排行榜1.1人工智能专项学科竞赛人工智能专项学科竞赛作为推动人工智能技术创新与人才培养的重要平台，最近几年受到了全国大学生的广泛关注与参与，在此详细介绍部分人工智能专项学科竞赛。中国高校计算机大赛（ChinaCollegiateComputingContest，简称C4）是面向全国高校各专业在校学生的科技类竞赛活动，于2016年由教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、教育部高等学校大学软件工程专业教学指导委员会、教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会、全国高等学校计算机教育研究会联合创办成立。中国高校计算机大赛—人工智能创意赛由全国高等学校计算机教育研究会主办，浙江大学、百度公司联合承办。该竞赛是面向全球高校各专业在校学生的科技类竞赛活动，旨在激发学生的创新意识，提升学生人工智能创新实践应用能力，培养团队合作精神，促进校际交流，丰富校园学术气氛，推动“人工智能+X”知识体系下的人才培养。人工智能专项学科竞赛-中国高校计算机大赛人工智能创意赛该竞赛面向中国及境内外高等学校在读学生（含本科、硕博研究生等），可单人参赛或组队参赛每队最多不能超过三人，每个队伍至少需要一名指导老师。竞赛分为初赛、复赛、全国总决赛三个阶段，在各阶段，参赛队伍须按照要求按时、合规地提交参赛作品。初赛阶段参赛者须按要求提交项目创意书及团队介绍，内容应包括作品参赛作品简介，参赛作品创意点、应用场景、技术流程框架、产品预期功能清单与形态、开发排期、团队分工等。复赛阶段参赛者须基于初赛创意完成作品的开发，提供作品说明书（Word文件）、项目展示（PPT文件）、作品可视化展示视频（3分钟短视频，重点在于产品交互演示和实际使用场景展示，非PPT录制讲解）。全国总决赛阶段参赛者须通过现场路演汇报的形式，全方位呈现作品实现过程及最终作品。该竞赛在每年第二季度启动、第三季度提交初赛作品、在第四季度举行全国总决赛。人工智能专项学科竞赛-中国高校计算机大赛人工智能创意赛该项比赛引导和激励广大青年学生弘扬创新精神，搭建良好的科技创新赛事平台，助力人工智能、机器人产业发展，推动“人工智能+”“机器人+”新经济产业体系建设，积极推动广大学生参与机器人、人工智能科技创新实践、提高团队协作水平、培育创新创业精神。该竞赛面向国内研究生、本科生、职业本科、高职（高专），在队伍成员组建上该比赛所有赛道均是一至三名同学一队，大赛不对参赛学生年级及专业做限制，研究生与本科生可以混合组队但不能跨校组队，每队不超过两名指导老师且每人在同一赛项中只能报名一只队伍，指导老师可以同时指导多名队伍所有参赛队伍必须经过校内选拔、区域（省）（或全国初赛）选拔赛选拔后按照一定比例进入全国决赛。2024年第二十五届中国机器人及人工智能大赛中有创新赛、应用赛、竞技赛、挑战赛四大竞赛主题，其中创新类竞赛主题多数为开放性命题。该比赛的报名时间一般在每年的第二季度，全国总决赛时间是在每年的第三季度。人工智能专项学科竞赛-中国机器人及人工智能大赛“全球校园人工智能算法精英大赛”是江苏省人工智能学会举办的面向全球具有正式学籍的全日制高等院校及以上在校学生举办的算法竞赛。该项比赛旨在推动“人工智能+X”知识体系下的人才培养，坚持“以赛促学、以赛促教、以赛促创”，加快人工智能算法创新型人才培育，激发学生人工智能创新意识和参与创新应用实践热情，推动高校学生高质量创业就业，特举办赛此竞赛。该竞赛主要面向全球在校研究生、本科生、高职（高专）学生等，每支参赛团队人数不得超过三人，允许跨专业跨学校组队，每支团队至少一名至多两名指导老师。竞赛共设置“算法挑战赛、算法精英赛、算法创新赛、算法应用赛、算法专项赛”五个赛道，每个赛道按照参赛对象或竞赛内容分别设置若干赛项或赛题，赛题涉及人工智能领域的多种应用算法，拥有较大的覆盖面。竞赛采用校赛、省赛（区域赛/全国初评）、总决赛三级赛制（算法精英赛、算法专项赛单独组织竞赛）。该竞赛通常情况下实在每年的第二季度开始报名，第三季度截止报名，省赛和全国总决赛在每年的第四季度完成。人工智能专项学科竞赛-全球校园人工智能算法精英大赛1.2综合类学科竞赛中的人工智能赛项在部分综合类的学科竞赛中，设置了人工智能赛项和赛道，适应面广、参赛人数多，下面对其依次进行介绍。中国国际大学生创新大赛是由中华人民共和国教育部等12个部门和省级人民政府共同主办的活动，旨在为中外大学生创新创业、交流合作提供平台。比赛的主题是“我敢闯、我会创”，其前身为中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛。该项比赛2024年的主体赛事包括高教主赛道、“青年红色筑梦之旅”赛道、职教赛道、产业命题赛道和萌芽赛道。高教主赛道设置了新工科类项目、新医科类项目、新农科类项目、新文科类项目和“人工智能+”项目，比赛参赛项目需要能够紧密结合经济社会各领域现实需求，促进人工智能、数字技术与教育、医疗、交通、金融、消费生活、文化传播等深度融合。其中，“人工智能+”项目聚焦于人工智能深度融合经济社会各领域发展、赋能千行百业智能化转型升级，符合“人工智能+”发展理念和要求的项目。除了主题赛事之外，2024年的比赛还组织青年红色筑梦之旅、大赛优秀项目资源对接会、大学生创新成果展、世界大学生创新论坛、世界大学生创新指数框架体系发布会等系列活动。综合类学科竞赛中的人工智能赛项：

中国国际大学生创新大赛的“人工智能+”项目华为ICT（（InformationandCommunicationsTechnology，ICT））大赛是华为公司自2015年打造的面向全球高校的年度ICT赛事，为高校师生提供国际化竞技和交流平台，提升学生的ICT知识水平，加强学生的实践动手能力，培养学生运用新技术、新平台的创新创造能力。比赛分为实践赛、创新赛、编程赛、挑战赛和教师赛五个赛项，其中前四个赛项面向学生，教师赛仅面向教师。其中实践赛、创新赛、挑战赛与人工智能强相关。实践赛中设置了昇腾AI赛道，主要考察参赛学生的理论知识储备、上机实践能力以及团队合作能力；通过理论考试和实验考试考察学生的理论知识水平和动手能力，基于考试得分进行排名，学生需熟悉相关技术理论及实验。创新赛要求学生从生活中遇到的真实需求入手，结合行业应用场景，综合运用人工智能（必选）及云计算、物联网、大数据、鲲鹏、鸿蒙等技术，提出具有社会效益和商业价值的解决方案，并设计功能完备的作品。挑战赛包含模型调优和HPC多核调优两个赛道（目前仅面向中国开放），分别考察参赛学生基于昇腾平台开展大模型调优的相关能力和基于鲲鹏平台进行高性能计算多核调优的能力。综合类学科竞赛中的人工智能赛项：华为ICT大赛中的人工智能赛道1.2新兴人工智能比赛随着人工智能技术的不断发展，一些新的人工智能比赛也在快速发展，为高校学子提供了更多展示才华的舞台。昇腾AI创新大赛是华为面向AI开发者打造的比赛，旨在鼓励全产业开发者基于昇腾AI技术和产品，打造软/硬件解决方案、探索模型算法，加速AI与行业融合，促进开发者能力提升。大赛以“数智未来，因你而来”为主题，在新一代人工智能产业技术创新战略联盟（AITISA）和中国人工智能产业发展联盟（AIIA）指导下，由全国各昇腾生态创新中心与华为主办。比赛旨在与广大AI开发者共同推动人工智能产业应用规模化发展，引领新一轮人工智能产业未来。竞赛面向全社会开放，不限年龄、身份、国籍，相关领域的个人、高校、科研机构、企业单位、初创团队等人员均可报名参赛。新兴人工智能比赛：昇腾AI创新大赛2024年昇腾AI创新大赛分为应用赛道、开发者套件创新赛道和昇思赛道三个赛道：应用赛道基于昇腾全栈AI软硬件平台(包含Atlas系列硬件、异构计算架构CANN、AI框架MindSpore、应用使能等)开放命题，包含不限定于政府、安防、交通、互联网、教育、医疗、制造、金融等行业场景，围绕人工智能深度学习技术，探索有具体落地的创新方案；开发者套件赛道针对开放式场景，要求选手基于华为国产开发板完成作品设计，作品创意，场景，功能，配件等不做限制；昇思赛道针对重点行业典型应用场景，提取对应技术领域热点、高质量领域数据集设计比赛赛题，比赛选手基于鹏城云脑昇腾算力+MindSpore持续优化提高精度进行比拼。新兴人工智能比赛：昇腾AI创新大赛中国人工智能创新大赛是由中国互联网新闻中心主办的全国性科技类竞赛活动，其宗旨在于激发并培育全国范围内自幼儿至高等教育阶段学生及社会各界成人对于人工智能领域的创新潜能与实践能力。大赛项目设计紧密贴合前沿技术与产业发展需求，广泛覆盖智慧航空、智慧物流、智慧农业、信息安全等多个关键行业领域，全面考察并展示参赛者在机器人创新设计、创意构想、场景化应用实践等多个维度的综合能力与创新能力。比赛设置多个赛项，各赛项设有明确的建议报名年龄范围、最低年龄要求以及个人参赛或团队参赛形式。比赛分为初赛、复赛及全国总决赛三个阶段，在全国总决赛阶段，参赛者则需通过现场路演或者分组对抗的形式进行汇报，全方位、多角度地展示作品的实现过程、技术细节及最终成果，以全面呈现项目价值与创新能力。新兴人工智能比赛：中国人工智能创新大赛中国高校计算机大赛—智能交互创新赛由全国高等学校计算机教育研究会主办，浙江大学、OPPO公司联合承办，赛事主题为“交互无界，创意无限”。竞赛面向全球高校在校生，是以探索创新驱动智能交互新技术、新场景的科技类竞赛活动，旨在进一步提升学生对新一代智能交互技术的认知和应用能力，增强学生创新思维和问题解决技巧，激发学生创造力和团队合作精神，推动智能交互技术与艺术、设计、工程、科学等领域的跨学科互动，提升高校智能交互类课程教学水平及多维度科研育人系统化能力，培育新一代交叉创新人才生态体系，推进人、机、物三元融合产业的发展和革新。新兴人工智能比赛：中国高校计算机大赛—智能交互创新赛人工智能比赛分为打榜类比赛和创新创意类比赛。在打榜类比赛中，所有学生面对一个题目开展比赛，以分高者作为获胜者，重点考察学生的技术能力。创新创意类比赛鼓励学生自主命题，重点关注创新和创意、兼顾项目的完成度，不仅考察学生的技术能力，也更考察学生的多项非技术能力。创新创意类人工智能比赛准备比赛信息获取比赛项目确定赛项选择题目选择题目优化题目确定技术/非技术性格/年级团队组建差旅/住宿/保险文档/PPT参赛/答辩设备/材料数据/模型材料准备项目迭代人员迭代总结复盘比赛参加流程

数据准备重复利用数据更新经验积累项目反复进行迭代数据更新/模型迭代将项目经验积累和迁移深入理解竞赛规则：在备赛阶段仔细研读竞赛官方文件，准确了解赛事主题、成员数量要求、成员身份要求、指导教师要求、题目类型、提交材料要求、提交材料时间、评分细则标准、成果产出时间等方面的规则。合理选择参赛项目：根据竞赛规则，合理选择赛项或者赛道。然后与指导教师等讨论参赛项目。参赛项目的选择首先要主题健康向上，其次参赛项目主题要与赛事要求吻合，第三需要评估完成赛事所需要的资源和要素，包括数据、平台、算力、设备等诸多方面。组建参赛团队：根据竞赛规则、参赛项目主题，与指导教师沟通后组建参赛团队。参赛团队需要根据比赛要求进行队员遴选，遴选的规则不仅要求成员技术过硬，还要求队员要有很好的责任心以及沟通、团队协作意识和能力，并且兼顾技能互补。若比赛过程中需要提交文档和答辩，还要考虑团队成员的文档撰写、多媒体制作和语言表达能力，以应对比赛各阶段的不同要求。创新创意类人工智能比赛准备掌握常用工具与框架：提前熟悉和掌握常用的人工智能工具、框架和算法库是至关重要的，了解并掌握人工智能开发工具的使用方法，能极大提升比赛中的效率，还要注意在平时积累一定的代码和案例，以便在比赛中快速调用和改进。重视数据预处理与模型调优：在许多人工智能比赛中，数据处理和模型调优往往非常关键，建议投入足够的时间和精力研究和处理数据；在模型调优方面，使用交叉验证、网格搜索、随机搜索等方法对超参数进行优化，能够有效提高模型性能，合理的运用集成相关方法也可以提升模型整体的准确性和鲁棒性。多次模拟与实战演练：在备赛过程中，通过模拟比赛环境，团队可以提前熟悉比赛流程、提前预判可能遇到的困难。实战演练还可以帮助团队提升时间管理能力，避免临场紧张，通过不断复盘和总结、持续优化策略和方案。创新创意类人工智能比赛准备02AI+赋能行业应用典型案例盘古大模型是华为旗下的一个超大规模的AI大模型，涵盖了自然语言处理、计算机视觉和科学计算等多个领域。盘古大模型于2021年4月首次发布，2023年7月发布了面向行业的盘古大模型3.0发布。该模型包括“5+N+X”三层架构，分别对应L0层的5个基础大模型、L1层的N个行业通用大模型、以及L2层可以让用户自主训练的更多细化场景模型吗？盘古大模型架构如下图所示。盘古大模型在盘古大模型中，L0层的基础大模型使用海量数据和千卡GPU进行数月的训练后得到，目前包括视觉大模型、自然语言处理大模型、多模态大模型、图网络大模型和科学计算大模型等5个基础大模型。L1层的行业大模型使用大量行业数据和千卡GPU进行数周训练后得到，目前包括矿山大模型、政务大模型、气象大模型、汽车大模型、医学大模型、数字人大模型、研发大模型等。L2层的场景模型针对细分场景、使用用户私有数据进行数天的模型训练后得到，可以产生大量可直接用于生产的场景模型，如用于矿山安全监管的传送带异物检测、用于气象的台风路径预测、用于智慧城市建设的城市事件处理等。在上述三层架构中，L0层主要基础人工智能的主流通用技术进行模型训练，L1层主要基于行业共性需求进行模型训练，L2层主要面向具体应用场景进行模型训练。三层结构之间采用完全的分层解耦设计，用户可以基于自己的业务需要选择适合的大模型开发、升级或精调，从而适配千行百业多变的需求。这样的设计方案可以解决AI开发难、算法更新快、算法调优难等技术方面的问题，也可以解决AI项目落地过程中遇到的数据获取难、开发周期长、行业知识与AI技术结合难、升级难等实施方面的问题。盘古大模型“无监控、不作业”是目前煤矿安全生产的基本要求，人工智能作为煤矿智能矿山的重点建设方向已成为行业共识。山东能源集团依托华为盘古大模型建设了集团人工智能训练中心，探索和发掘煤矿生产领域全场景的人工智能应用，通过技术创新，实现“人工智能大规模下矿”，让员工远离井下作业环境，实现“高效、安全、可持续性”的生产运营管理。山东能源集团将模型训练统一安排在兴隆庄煤矿一处训练，全集团共享。目前，盘古矿山大模型已经覆盖了超过1000个煤矿细分场景，已经有多个矿井进行复制使用，涉及综采、掘进、机电、运输、通风等方面。下面列出几个典型的应用场景：在井下巡检场景，利用人工智能和视觉识别技术，原恶劣作业环境下每天巡检改为每周巡检一次，节省人力的同时，也改善了巡检人员的作业环境；在焦化配煤优化场景，利用人工智能技术训练配煤优化模型，可帮助配煤师提升输出配比效率，预计人工耗时可从1-2天缩短到分钟级；在洗选煤参数优化场景，通过人工智能图网络大模型构建自主预测分选密度模型和产品灰分预测模型，进行旋流器/全流程控制参数优化，根据系统观测到的灰分比，快速自动调整悬浮液密度以及入口压力等工作参数，实现稳定精煤灰分、提升精煤回收率0.1%～0.2%。盘古大模型垂直领域大模型是指以通用大模型作为基础模型，使用特定领域或行业的领域知识作为输入数据，经过训练和优化得到的某个领域或行业的大语言模型。与通用语言模型相比，垂直领域大模型更专注于某个特定领域的知识和技能，具备更高的领域专业性和实用性，因此具有如下特点：领域专业性：垂直领域大模型使用领域数据经过专门的训练，能够更好地理解和处理特定领域的知识、术语和上下文。高质量输出：由于在特定领域中进行了优化，垂直领域大模型在该领域的输出质量通常比通用大模型更高。特定任务效果更好：对于特定领域的任务，垂直领域大模型通常比通用大模型表现更好。数字文博大平台中华文化是中国国家文化软实力最深厚的源泉，也是提供国家文化软实力的重要途径，而人工智能可以提供技术支撑，让收藏在禁宫里的文物、陈列在祖国广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字都活起来。数字文博大平台是湖南省贯彻国家文化与科技融合精神，由湖南广电开展建设并负责运营的文博类平台，旨在根植中国特色、中国风格和中国气派，用数字化、新媒体、市场化的手段，以文博为根基，建设数智化的中国传统文化展现和传播平台。平台汇聚了全国二十多家博物馆的超过两万件文物的数字资料、影像资料、视频和3D资料，并训练了中国文化历史大模型，并以“山海”APP的形式为用户呈现，将中华文物精品以数字化、智能化的方式进行展现和传播，其中多项功能用到了人工智能技术，下面进行逐一介绍。数字文博大平台AI二创：AI二创部分提供实物二创、线稿上色、古装头像三种功能，允许用